建筑工程抗震对策分析

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1我国是世界上地震灾害最严重的国家

据统计,全球每年要发生500万次地震,绝大多数是人们感觉不到的小地震,大地震相对较少,其中6级以上强震每年发生100~200次;7级以上大震平均每年18次;达到8级或8级以上的特大地震每年平均1~2次.从地震发生位置的地理环境上看,全球地震可分为海洋地震和大陆地震两大类,其中发生在海洋的海洋地震占85%;发生在陆地的大陆地震占15%.但由于大陆是全球人类主要的聚居地,因此地球上的地震灾害绝大部分来自大陆地震.根据上个世纪以来的地震灾害统计,大陆地震所造成的地震灾害占全球地震灾害的85%.

而我国是大陆地震最多的国家,占全球大陆地震的33%,平均每年发生30次5级以上地震,6次6级以上强震,1次7级以上大震[1].根据日本地震学家阿部胜征的研究:上个世纪全球发生的面波震级≥8.5级以上的特大地震一共有3次,即1920年中国宁夏海原8.6级、1950年中国西藏察隅8.6级和1960年智利南方省8.9级地震[2].可见我国的地震不但在世界上最多,而且强度最大.加之我国地震分布广泛(除浙江和贵州两省之外,其余各省均有6级以上强震发生),震源很浅(一般只有10~20km),因而构成了我国地震活动频度高、强度大、分布广、震源浅的特征.这些特点导致了全球最大的地震破坏力.另一方面,我国作为发展中国家,人口稠密,建筑物抗震能力低.因此,我国的地震灾害可谓全球之最.上个世纪,全球因地震而死亡的人数为110万人,其中我国就占55万人之多,为全球的一半.因此,粗略地说,我国的国土面积占全球的1/14,人口占1/4,地震占1/3,地震灾害占1/2.因此,地震和地震灾害问题是我国减轻自然灾害、保障国民经济建设和社会持续发展,特别是保障人民群众生命安全的一个重要问题.

2新建工程必须抗震设防

国内外大量的地震实践证明,经过抗震设防的新建工程,能较好抵御地震灾害的袭击.1923年日本关东8级大地震,东京的建筑物大部分被震毁,可是700幢经过抗震设防的楼房,75%完好无损,23%有不同程度的破坏,只有2%倒塌;1935年智利发生8级大震,康塞普森城变为一片废墟.智利政府接受了教训,以法律的形式规定:所有的建筑物都必须进行抗震设防.1960年智利突然发生8.9级特大地震(这是全球有地震记录以来最大的一次地震),凡是设防的建筑物均未倒塌;1995年1月日本阪神发生7.2级强烈地震,直接经济损失约1000亿美元,按1981年新的抗震规范设计的房屋和设施,大多数经受住了考验,按新的规范设计的高速公路桥梁和地下设施大多数完好或仅有轻微破坏.1966年3月8日和22日,我国河北邢台地区连续发生了两次强烈地震,这是建国后发生在我国人口稠密地区的第一次大地震.这次地震造成7938人死亡,8613人伤残,倒塌房屋119多万间.在这次地震后,当地总结了“地基牢一点,房屋矮一点,屋顶轻一点,连接牢一点”的农房抗震经验,制定了一套农房抗震措施,群众按照这套抗震措施建房,当1981年再次发生6级地震时,没有一人死亡.

1976年唐山地震极震区成了一片废墟,可是按8度设防的唐山面粉厂,按7度设防的唐山新华旅馆及外贸局办公楼都遭受了10级地震袭击仍然立而未倒;1988年澜沧、耿马遭遇8度地震袭击,建筑物倒损率为95%,80年代新建的框架楼房由于未按要求设防,也未能幸免,而按8度设防精心施工的耿马县电影院和按7度设防的耿马县委招待所、县档案馆等建筑则基本完好;1996年2月3日,丽江县境内发生7.0级地震,其中因房屋及工程设施倒损造成的经济损失就占总经济损失的95%.对丽江县城200多幢新建工程的震害调查结果表明,190多幢工程按照抗震设计规范进行设计,施工质量良好,破坏程度轻微,有2幢建筑违反抗震设计规范,造成了严重破坏[3].1998年1月10日张北6.2级地震,由于建筑工程没有进行抗震设防,震中地区建筑物受到严重破坏,共有13.6万间房屋倒塌,26.4万间房屋损坏,49人死亡,11439人受伤,近4.4万灾民无家可归,造成直接经济损失8.36亿元人民币.这次地震仅仅是发生在人口稀疏的张北—尚义交界地区,仍然造成了如此巨大的损失,假如地震发生在人口稠密、高楼林立的城镇,后果将不堪设想[4].一串串触目惊心的数字,一桩桩血的事实都突出说明了一个问题:建筑工程必须进行抗震设防.

3我国建筑工程抗震设防存在的问题

近年来的工程实践表明,我国当前建筑工程抗震设防大致存在以下几个方面的问题.

3.1管理问题

(1)重救灾,轻防灾.由于大震的重演周期长,造成社会公众对地震存有侥幸心理,唐山地震的惨痛教训在许多人包括一些领导人中已淡薄;遭震时重视,突击救灾,过后防灾观念淡薄,宣传工作的力度不够,建筑物抗震设防工作远没有得到政府和社会的高度重视,对抗震设防及其质量状况不以为然,以致难以形成全社会对建筑物抗震设防工作的监督制约机制.

(2)综合管理远不能适应形势的需要.根据国家地震局和建设部的第四代地震烈度区划图,许多原来不设防的地区增加了抗震设防的要求,还有不少地区提高了设防等级,这无疑给建筑物的抗震设防管理提出了更高的要求.但由于不少工程技术人员对抗震技术标准不够熟悉,许多地区也没有及时编制适合当地实际情况的抗震构造节点图集和标准,不便于施工质量控制,加上抗震设防综合管理制度不健全、措施不到位,抗震主管部门与招标投标、质量管理等部门之间的协调、配合不够密切,致使抗震设防在设计审查、施工方案核查、施工质量的检查验收等方面的管理时有脱节、留有漏洞[5].

3.2设计问题

设计方面存在的共性问题主要有以下几个方面:

(1)设计不合理.建筑物的破坏随建筑平面、布置、结构形式的不同和抗震措施的多少而有差别.房屋平面不规则、立面形状复杂,质量分布不均匀、刚度变化较大,地震时引起扭转或变形不协调,加重房屋局部震害;砌体房屋的高度、高度与宽度之比超过规范要求,地震时产生平面弯曲破坏;结构不合理、构件之间、节点构造不牢固,抗拉压、剪切强度不足、房屋整体性差,使构件丧失承载力而倒塌[6].

(2)设计图纸质量较差.受经济利益的支配和不正之风的影响,设计粗糙、深度不够,设计交底和图纸会审走过场的现象普遍存在,无计算书、对计算结果不分析不审查的现象时有发生.部分人员重计算、轻构造,忽视对抗震设防节点做法的设计,对抗震设防既没有提供足够的详图,也未按设计规范规定提出对施工质量的具体要求,而仅笼统地概括为按抗震规范的要求施工,可操作性差.在接受工程变更时,不对抗震设防作通盘考虑,常常前后矛盾,不便施工.

3.3施工、监理方面的问题

(1)施工队伍整体素质下降.施工队伍管理水平、技术素质的下降给建筑物的抗震设防留下隐患.目前建筑工人当中,有一大部分是民工,没有经过专业技能培训,操作技术不熟练;施工企业的领导者中,还有不少人存在重效益轻质量的观念,自身质量意识差;监理部门需要旁站监理的工序不能做到现场旁站检查、监督;施工人员违反操作规程和施工偷工减料现象仍然存在,劣质建材以次充好进入工地使用,这是目前造成工程质量不高的主要原因.

(2)施工质量不符合要求.突出表现在砖砌体的组砌方法不正确、构造柱与墙体之间缺乏可靠的连接、框架结构中的填充墙与梁柱之间连接不牢、框架节点施工质量差等方面.

3.4使用方面的问题

近几年来,由于不正确的使用引起的事故屡见不鲜,装修时任意在墙上开洞,使用中随意改变建筑的结构布置,任意加大使用荷载,严重破坏了承重墙体的受力性能,影响了正常使用,有的损坏虽然目前还没有表现出来,但已造成了巨大的潜在隐患,大大降低了建筑物的抗震能力[7].

4对建筑工程进行抗震设防的探讨

4.1依法进行抗震设防的法律依据

近年来国家为了规范抗震管理工作,对建设工程依法进行抗震设防相继出台了一系列法律法规,主要如下:(1)GB50011-2001《建筑抗震设计规范》;(2)《中华人民共和国防震减灾法》;(3)《中国地震动参数区划图》;(4)《建设工程抗震设防要求管理规定》;(5)《地震安全性评价管理条例》、《地震监测设施和地震观测环境保护条例》、《破坏性地震应急条例》;(6)地方行政法规:主要包括各地出台的防震减灾条例、抗震设防要求管理办法等等[8].目前,我国已经形成了一套完整的防震减灾法律体系,使我国的防震减灾事业纳入了法制化轨道.

4.2建筑工程抗震设防的对策

人类在防御和减轻地震灾害的过程中,所采取的措施主要有2种:工程性措施和非工程性措施.非工程性措施主要是指震后救援;工程性措施主要是对建设工程进行抗震设计,使工程在承受所考虑的地震作用下具有一定的安全性.我国由于抗震设防工作起步较晚,依法进行抗震设防,建议重点开展以下几方面的工作.

(1)加强抗震设防工作的宣传.

减轻地震灾害工作是涉及每一个人、每一个家庭、每一个单位、每一个企业、每一个团体的事情,没有全民抗震防灾意识的提高,就不会有成功地减轻直至避免地震灾害的良好结果.因此,必须加大抗震防灾宣传教育的力度,提高公民的防震减灾意识.①宣传对象层次化:既要面向农村,又要面向城市;既要面向普通群众,又要面向领导干部;既要面向基层,又要面向机关.因人而异,进行有针对性的宣传.②宣传形式多样化:根据各阶层人士的不同需要,采取影视声、像、图片展览、街头版报、宣传材料、报刊杂志、科普书籍、教科书籍、地震知识讲座、地震知识竞赛等形式,努力取得最佳宣传效果[9].③宣传内容常识化:我国地震灾害的特点及危害性、严重性、国家的法律法规、我国的地震工作指导方针、我国的抗震设防政策、国内外典型震例和地震安全的责任问题.

(2)重视地震安全性评价.

建筑工程首先要确定设防标准.设防标准定低了,工程设施安全度降低,地震时起不到抗震的效果.相反,设防标准定高了,会增加不必要的浪费,甚至工程项目因资金不足而缓建或停建.确定科学的、合理的抗震设防标准,只有通过进行地震安全性评价工作来实现.地震安全性评价是抗震设计的一部分,它要求所设计的工程在常遇(使用期内可能遇到几次)的小震下,工程基本无损,无需修理即可继续使用;在难得一遇的中震下,经修理后仍可继续使用;而在不大可能遭遇的特大地震下,可以容许工程破坏,但仍不倒塌,以保证人身安全.即所谓“小震不坏、中震(设防烈度)可修、大震不倒”[10].地震安全性评价主要包括地震危险性分析和土层地震反映,直接提供不同年限、不同概率水准的基岩与地振动工程参数.因此,我们应充分重视并切实做好地震安全性评价工作.

(3)抗震设防措施要贯穿于工程建设的全过程.

要使建筑工程真正达到能够减轻以至避免地震灾害,必须把抗震防灾工作自场址选择、设计、施工、质量监督和竣工验收贯穿始终,其中最重要的是选址、设计、施工三个环节.

首先,在选址时选择地震危险性较小的地段作为建设场地,因为场地条件对震害有明显的影响,新建工程一般不应在发震断裂邻近地段进行建设,不应在覆盖土层厚的冲击、淤积软土层及严重不均匀土层上进行建设,不应在条状突出的山嘴、高耸的山包、非岩质陡坡上进行建设[11].其次,在抗震设计上,一定要严格按“二阶段”的设计步骤和“三个水准”的设防目标进行设计,不得马虎.此外,在施工的各个环节上要全面贯彻抗震规范要求,充分体现抗震设计意图,使建筑物防御地震的能力得到保障,从而减轻地震灾害给人民生命财产带来的损失.

(4)对原有未设防的建筑进行抗震加固.

除了对新建工程进行抗震设防之外,对原有未设防的房屋,也要普遍进行抗震鉴定和抗震加固.1979年4月,我国政府颁布了《关于加强抗震加固工作的几项规定》,在全国范围内开始了建筑工程抗震加固工作.据1977年初步调查,全国有7.4亿m2的建筑需要加固.全国共投资44亿多元用于这项工作,现已完成加固的建筑有2.4亿m2、200个大中型水库、500多座桥梁以及一些铁路干线、主要电网等.这些加固的工程,绝大多数在后来的地震中经受了考验.我国建筑工程的加固任务还相当艰巨,还有近3亿m2的建筑需要加固[12],对这些工程必须严格按抗震鉴定、加固的有关规定进行,确保工程质量.抗震加固不仅在地震时能大大减轻房屋的破坏、保障人员的安全,就是没有发生地震,也在增加建筑物的安全、延长建筑物的使用年限、抗御其他灾害等方面具有明显的经济效益、环境效益和社会效益.

(5)积极抓好村镇建设的抗震设防工作.

我国13亿人口中,约有8亿居住在广大的农村,由于经济、文化比较落后,生产力水平较低,成灾因素较多,与城市相比,广大农村的建筑物和工程设施抗御地震袭击的能力相对较弱.从近年来地震预报中圈定的危险区来看,广大农村遭受地震的机率大大高于城市;从我国已发生的地震区统计来看,农村经济欠发达地区的受灾程度大大高于经济较发达地区[13].近十年来,农村房屋更新换代很快,老、边、穷地区的农房也大有改观,因此,引导农民建房时采取合理的抗震措施,多向农村提供经济、适用、简便易行又能抗震的住宅设计和抗震构造图集,加强对农房建设的指导,十分必要.

5结语

加强建筑工程抗震设防,将建筑工程抗震设防纳入基本建设管理程序,加强抗震设防工作的宣传,重视地震安全性评价,将抗震设防措施贯穿于工程建设的全过程,对原有未设防的建筑进行抗震加固,同时积极做好村镇建设的抗震设防工作,是法律赋予我们的责任,是社会发展的需要,是人类生存的保障,功在当代,利在千秋.